Способ регенерации диоксидов циркония или гафния из отходов оптических материалов

 

Использование: в химической и оптикомеханической промышленности. Сущность: отходы обрабатывают 26%-ной соляной кислотой и подвергают окислительному обжигу при 900-1000°С в течение 4 ч. Полученный после отжига продукт подвергают дроблению, помолу в царской водке, после чего его обрабатывают 30%-ной соляной кислотой, промывают дистиллированной водой, сушат и прокаливают при 1100°С в течение 4 ч. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 01 G 25/02, 27/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .К ПАТЕНТУ ч !

Ю

i(3

I (у (л

1 (21) 484 983 /26 (22) 14.05.90 (46) 23.01.93. Бюл. М 3 (75) А.В.Остафьев, Г.П.Корницкий, В.А.Евсегнеев, В.В.Губский и А.П.Захарченко (73) А,П.Захарченко

{56) Авторское свидетельство СССР М

1488257, кл. С 01 G 25/02, С 01 G 27/02, 1987.

Изобретение относится к способу пол учения двуокиси циркония и гафния повышенной чистоты из отходов оптической промышленности и может найти применение в химической и оптико-механической промышленности.

В связи с развитием оптико-механиче- ской промышленности при получейии оптических изделий различного назначения образуются отходы, непригодные к дальнейшему применению и составляющие до

40% от использованного сырья.

Отходы пленкообразующих материалов образуются после электронно-лучевого испарения (ЭЛИ) в вакуумных напылительных установках и находятся в компактной форме в виде частично металлизированных таблеток с плотностью 60-70%.

При ЭЛИ в районе кратера таблеток ма- . териал частично восстанавливается и загрязняется микропримесями железа, меди, вольфрама и др.

Известен способ регенерации диоксидов циркония и -,àôíèÿ путем термообработ„„« Ц„„1790551 А3 (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ДИОКСИДОВ

ЦИРКОНИЯ ИЛИ ГАФНИЯ ИЗ ОТХОДОВ .

ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: в химической и оптикомеханической промышленности. Сущность: отходы обрабатывают 26%-ной соляной кислотой и подвергают окислительному обжигу при 900-1000 С в течение 4 ч. Полученный после отжига продукт подвергают дроблению, помолу в царской водке, после чего его обрабатывают 30%-ной соляной кислотой, промывают дистиллированной водой, сушат и прокаливают при 1100 С в течение 4 ч. 1 табл. ки в кислородсодержащей атмосфере, включающий обработку исходных оксидов кипящей 10-15%-ной соляной кислотой в течение 30-40 мин с последующей промывкой бидистиллятом при 50-60 С и прокаливанием при 950-1050 С в течение 40-50 ч.

Известный способ обладает рядом недостатков, Использование данного метода обеспечивает лишь поверхностную обработку использованных таблеток от механических загрязнений, не затрагивая примесных включений и структурных изменений материала, возникших при электронно-лучевом испарении. При последующем использовании таблеток это приводит к ухудшению оптических и эксплуатационных характеристйк напыляемых покрытий.

Повторное применение ранее использованных таблеток для нанесения оптических покрытий методом ЭЛИ вообще практически нецелесообразно, т.к, напыление с неровной поверхности мишени не

1790551 обеспечивает получение равномерного тонкопленочного покрытия, Кроме того, повторное использование оплавленных, с раковинами мишеней практически неэффективно при нанесении мноr0ñëoéHûõ оптических покрытий.

Потери материала составляют 30-40;4, К недостаткам известного способа следует также отнести недостаточную чистоту конечн >го продукта (до 0,005 мол. ), что не удовлетворяет требования спец. отраслей оптико-ьВханйческой промышленности.

Указанные недостатки устраняется применением предлагаемого изобретения.

Цель изобретения — повышение выхода и чистоты конечного продукта, Поставленная цель достигается тем, что отходы пленкообразующих материалов диоксида циркония и гафния в виде частично металлизированных таблеток промывают 20 поэтапно 29 -ной соляной кислотой и дистиллированной водой, сушат и производят высокотемпературный окислительный обжиг с последующим дроблением, помолом в царской водке, промывкой, сушкой и прокалкой;

Существенные отличия заявляемого йзобретения заключается в следующем, Применение заявляемого изобретейия предполагает высокоэффективную очистку 30 от примесей, не только йоверхностную путем промывки раствором соляной кислоты, но и полное удаление примесных включений с последующей переработкой отходов

35 вплоть до прессования заготовок пленкообразующих материалов.

Потери материала составляют порядка

5О0

Заявляемые соотношения компонентов и параметры проведения процесса определялись экспериментальным путем.

Оптимальный температурный режим проведейия высокотемпературного окислительного обжига — 900-1.000 С;

Известно, что при 500-600 С гафний слабо окисляется и покрывается черйым слоем окисла. Начиная с 700 С процесс ускоряется, резко увеличивая скорость при

900-1000 С. При 1100-1200 С скорость про- 50 цесса резко снижается, т,к, происходит спекание окиси гафния, . Это явление связано как с температурным фактором, так и с изменением дефектов . в решетке. 55

Увеличение времени проведения процесса нецелесообразно в силу большого расхода электроэнергии, Уменьшение вре-. мени проведения процесса не обеспечивает полного окисления поверхностной пленки металлизированных Hf u Zr для их перемещения в соответствующие двуокиси, Использование более концентрированных растворов приводит к ухудшению качества конечного продукта, более разбавленных — к уменьшению производительности процесса и аппаратуры, Пример 1, Отходы таблеток пленкообразующих материалов диоксида гафния в количестве 10 кг помещают в емкость с мешалкой, заливают 20 л 29 jo-ной соляной кислоты и перемешивают в ечение 1 ч для удаления поверхностного загрязнения, после чего промывной раствор декантируют, Очищенные от механических примесей отходы промывают дистиллированной водой, сушат при 150-180 С и проводят высокотемпературный окислительный обжиг путем прокалки на воздухе при 1000 С в течение 3 ч, При этом происходит окисление частично восстановленого продукта и удаление микропримесей железа, меди, вольфрама и др„которыми загрязняется продукт во время напыления.

Проведение высокотемпературного окислительного обжига отходов диоксида гафния при температуре более 1000 С нецелесообразно экономически, т.к. приводит к излишнему расходу эл.энергии, снижение же температуры процесса ниже 1000 С не обеспечивает достаточную степень окисления продукта, Очищенные от механических примесей и прошедшие окислительный обжиг отходы таблеток дробят на прессе и помещают в фарфоровую мельницу, загружают шары, заливают раствор царской водки в количестве 4 л, герметически закрывают и производят помол в течение 24 часов.

После помола раствор сливают и заливают 30, -ной соляной кислотой в количестве 4 л и продолжают помол в течение 4 ч, после чего сливают жидкую фазу.

Операцию проводят 3-4 раза до полного удаления примесей.

Пульпу переносят на нутч-фильтр, промывают дистиллированной водой до полного удаления С1 и N0), Отжатую пульпу сушат при 180-200 С в течение 8-10 ч, Прокалку шихты проводят при 1100ОC е течение 4 ч, Дальнейшую переработку шихты в таблетки пленкообразующих материалов проводят по известной технологии.

Выход готового продукта — 95%. Содержание примесей приведено в таблице.

Пример 2. Отходы пленкообразующего материала диоксида циркония в виде таб1790551

Формула изобретения

Способ регенерации диоксидов циркония или гафния из отходов оптических материалов, включающий обработку отходов соляной кислотой и высокотемпературный обжиг в атмосфере воздуха,о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения выхода и

Составитель А.Остафьев

Техред М.Моргентал Корректор Л.Лукач

Редактор Т.Куркова

Заказ 364 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 леток в количестве 3 кг помещают в емкость с мешалкой, заливают 29 -ной соляной кислотой в количестве 6 л при перемешивании в течение одного часа для удаления поверхностного загрязнения, Промывной раствор декантируют.

Очищенные от механических примесей отходы промывают дистиллированной водой, сушат при 150-180 С и проводят высокотемпературный окислительный обжиг путем прокалки на воздухе при 900 С в течение 3 ч, Проведение процессора обжига отходов при более высокой температуре в течение более длительного времени экономически нецелесообразно, при более низких температурах в течение менее 4 ч не обеспечивает достаточную степень окисления

5 продукта.

Далее процесс ведут по примеру 1.

Выход готового продукта 95 .

Таким образом, осуществление изобре10 тения позволяет повысить по сравнению со способом-прототипом выход конечного продукта с 60-70 до 95ь и его чистоту до уровня, соответствующего требованиям, предъявляемым к оптическим материалам.

15 чистоты конечного продукта, используют соляную кислоту с концентрацией 29, обжиг ведут при 900"С в течение 3 ч, полученный после обжига продукт подвергают дроблению, помолу в царской водке, после чего обрабатывают 30 -ной соляной кислотой, промывают дистиллированной водой, сушат и прокаливают при 1100 С в течение 4 ч.